Вибропрочность

Вибропрочность является понятием из области усталостных испытаний и обозначает свойства деформации и разрушения материалов при циклическом нагружении.

Испытание на вибропрочность с постоянными амплитудами обозначается как испытание Вёлера. При этом определяется выдерживаемая амплитуда напряжения в течение соответствующего количества циклов напряжения.

Характеристики цикла нагружения Типы нагружения Кривая Вёлера Испытательные машины

Характеристики цикла нагружения

Амплитуда напряжения σ_a
Размах колебаний Δσ
Высокое напряжение σ_o
Низкое напряжение σ_u
Среднее напряжение σ_m
Соотношение напряжения R

Типы нагружения для определения вибропрочности

При испытаниях на вибропрочность материал или готовое изделий подвергается циклическому нагружению. Вследствие этого падает допустимое напряжение в материале: разрушение может произойти без достижения прочности при растяжении, частично даже без превышения линейно-упругого диапазона.

Циклические нагружения воспринимаются, как правило, как колебания, которые можно осуществлять при различных соотношениях нагрузки.

Расчет соотношения нагрузки: R=σ_u / σ_o

Знакопеременное нагружение при испытании на вибропрочность

Тип нагружения: знакопеременное, соотношение напряжения R = -1

Тип нагружения пульсирующее растяжение при испытании на вибропрочность

Тип нагружения: пульсирующее (растяжение), соотношение напряжения R = 0

Тип нагружения пульсирующее сжатие при испытании на вибропрочность

Тип нагружения: пульсирующее (сжатие), соотношение напряжения R = OO

Кривая Вёлера

Кривая Вёлера определяется в процессе испытания на усталостную прочность (также «испытание Вёлера») по DIN 50100 и разделяется на зоны кратковременной прочности K,усталостной прочности Z и длительной прочности D.

Из диаграммы Вёлера для определенной амплитуды нагружения можно считать максимальное количество смены нагружения.Оно зависит от характеристик материала, усилия и типа нагружения (нарастающее нагружение сжатия, нарастающее нагружение растяжения или знакопеременное нагружение).

Кривая Вёлера с разделением на кратковременную прочность, усталостную прочность и длительную прочность

Кратковременная прочность

Кратковременная прочность K - это зона примерно от 10⁴ до 10⁵ циклов нагружения. Кратковременную прочность определяют в процессе испытания на малоцикловую усталость (Low Cycle Fatigue (LCF)).

Усталостная прочность

Усталостная прочность Z - это зона от 10⁴ до 2·10⁶ циклов нагружения (в зависимости от материала).

Усталостную прочность определяют в процессе испытания на усталостную прочность или испытания на многоцикловую усталость (High Cycle Fatigue (HCF)). После испытания в качестве результата предлагается количество циклов нагружения при амплитуде нагружения.

Длительная прочность

Длительная прочность D (англ.: very high cycle fatigue, VHCF) обозначает предел нагружения, которое материал может выдержать при циклическом нагружении без существенных проявлений усталости или отказа.

Материалы, которые в процессе испытания на длительную прочность при регламентированном усилии выдерживают более 1.000.000 циклов нагружения без разрушения, считаются обладающими длительной прочностью.